希釈窒化物半導体ナノワイヤによる電流注入通信帯域レーザの開発

使用稀氮化物半导体纳米线开发电流注入通信波段激光器

• 批准号: 20J23437
• 负责人: 行宗 詳規
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J23437/
• 关键词: ナノワイヤ; 化合物半導体; 希釈窒化物

本年度は発光波長の長波長化に着目した．前年度に引き続きSi基板上のSiO2膜にナノスケール開口部を作製した加工基板による実験とBiを添加した新材料ナノワイヤについての実験も行った．具体的に行ったことは以下の通りである．①昨年度作製した，加工基板上のGaNAsナノワイヤの詳細な構造分析を行った．その結果，ナノワイヤにみられる六角形構造とシェルの形成が確認できた．さらに，昨年報告した「Polytypism in GaAs/GaNAs core-shell nanowires」と同様に，ウルツ鋼構造の減少の再現性が確認できた．②Biを添加したGaNAsBiシェルを持つナノワイヤ成長を行った．その結果，室温で1350nmまでの長波長化に成功した．GaNAsで使用した温度ではBiが導入されないことが確認された．GaNAsBi層で低温成長を行うことによりBiが導入され，発光波長が長波長化した．また，Biを導入した時にこれまで起こっていた表面の乱れも確認された．Nのみでは1080nmまでの長波長化しかできなかったが，Biを加えることで大幅な長波長化に成功した．③前年度 Nのみを導入した試料を作製したため，本年度は加工基板上にInを添加したGaAs/GaInNAs/GaAsコア－シェルナノワイヤの成長を行った．また，成長レートを昨年度の1/3に設定し，より低レートでの成長を試みた．その結果，一部パターンにおいて，成長方向が一定で，パターン通りにナノワイヤが成長した．Inを添加したことによる長波長化が確認され，その発光波長は室温で最長1270nmであった．その発光強度は昨年の３倍となった．In添加時にみられた構造の乱れは，シェル成長時にAs供給量を増加させることで確認されなかった．昨年度よりも長波長化に成功し，1300nm帯のGaInNAsナノワイヤを実現した．

今年，我们专注于增加发射波长。在上一年之后，我们还使用处理的底物进行了实验，这些底物在SI底物上的SIO2膜中产生了纳米级开口，并在新材料纳米线上进行了添加BI的实验。我所做的具体事情如下：1）对去年在加工底物制造的GANAS纳米线进行了详细的结构分析。结果，确认了在纳米线中发现的六边形结构和壳的形成。此外，类似于去年报道的“ GAAS/GAAS核心壳纳米线中的多型”，我们能够确认Wurtz钢结构降低的可重复性。 2）纳米线与加纳斯比壳一起生长，并添加BI。结果，在室温下将波长达到1350 nm是很成功的。已确认未在GANAS中使用的温度引入BI。通过在Ganasbi层上执行低温生长，引入了BI，并增加发射波长为更长的波长。此外，还确认了以前引入BI时发生的表面干扰。尽管单独n只能使波长高达1080 nm，但添加BI足以使其成为主要的波长。 3）上一年，由于准备了只有N的样品，因此今年我们开发了GAAS/GAINNAS/GAAS CORE-SHELL NANOWIRES，并增加了处理后的底物。此外，增长率设置为去年的1/3，并以较低的速度尝试了增长率。结果，在某些模式下，生长方向是恒定的，纳米线根据模式增长。在室温下增加了确认波长，发射波长高达1270 nm。发光的强度比去年高三倍。另外观察到的结构障碍未通过增加壳体生长期间的AS供应量来确认。我们成功地使波长比去年更长，在1300nm频段中实现了Gainnas纳米线。

项目成果

Molecular beam epitaxial growth of GaAs/GaNAsBi core?multishell nanowires

GaAs/GaNAsBi核的分子束外延生长？多壳纳米线

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac32a7
• 发表时间: 2021
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Okujima Masahiro;Yoshikawa Kohei;Mori Shota;Yukimune Mitsuki;Richards Robert D.;Zhang Bin;Chen Weimin M.;Buyanova Irina A.;Ishikawa Fumitaro
• 通讯作者: Ishikawa Fumitaro

Polytypism in GaAs/GaNAs core?shell nanowires

GaAs/GaNAs核壳纳米线的多型性

• DOI: 10.1088/1361-6528/abb904
• 发表时间: 2020
• 期刊: Nanotechnology
• 影响因子: 3.5
• 作者: Yukimune M;Fujiwara R;Mita T;Ishikawa F
• 通讯作者: Ishikawa F

分子線エピタキシーによる2インチSi基板上へのGaAsナノワイヤの成長

分子束外延在2英寸Si衬底上生长GaAs纳米线

• 发表时间: 2020
• 作者: Kondo Tomohiro;Kanai Masashi;Matsubara Junichi;Quy Pham Nguyen;Fukuyama Keita;Yamamoto Yoshihiro;Yamada Takahiro;Nishigaki Masakazu;Minamiguchi Sachiko;Takeda Masayuki;Nishio Kazuto;Matsumoto Shigemi;Muto Manabu;行宗 詳規
• 通讯作者: 行宗 詳規